[发明专利]一种切削工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种切削工具，尤其涉及一种包含复合涂层的硬质合金切削工具。

背景技术

切削工具是机械加工制造领域常用的一种工具，在机械制造的切削过程中，切削 工具与工件加工表面高速摩擦接触，接触表面产生极高的切削应力和高温，温度通常可达 700-1200℃，所以切削工具应具有高硬度、高强度、耐腐蚀、耐高温等特性，但是在如此极端 的工作环境下，一般的切削工具在工作一段时间后，都会出现多种形式的失效，切削工具的 失效形式主要包括磨损、脆性损伤、裂纹、剥离、塑性形变等，由此所造成的消耗经常占总成 本的3%-8%。

目前机械加工领域最常用的切削工具为硬质合金材质类刀具。硬质合金是由硬质 碳化物(通常为碳化钨WC、TiC等)微米级粉末颗粒和质地较软的金属结合剂(Co)通过粉末 冶金工艺生产的IVB、VB、VIB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等。由于硬度和熔点特别高， 统称为硬质合金。硬质合金常温下硬度高(86HRA-93HRA，相当于69HRC-81HRC)，热硬性强于 高速钢(可达900℃-1000℃，保持60HRC)。切削速度可达220m／min～300m／min。但硬质合金 的抗弯强度和冲击韧性都不如高速钢，在使用过程中容易发生脆性损伤。

一般在实际应用中，会在硬质合金表面沉积涂层来进一步提高硬质合金的性能， 单一的涂层一般只能改善某一种性能，所以往往使用复合涂层，但是采用复合涂层存在涂 层与硬质合金基体之间、不同涂层之间的粘结强度不够，会导致涂层剥落分离。

发明内容

为解决上述问题，本发明目的是提供一种具有复合涂层的硬质合金切削工具，该 切削工具涂层与硬质合金基体之间、不同涂层之间具有优异的粘结强度，涂层在使用过程 中不易剥落，使得切削工具具有良好的高硬度、高强度、耐腐蚀、耐高温、抗弯强度、冲击韧 性和使用寿命。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种切削工具，包括硬质合金基体和复合涂层。

一种切削工具，硬质合金基体为WC-Co硬质合金，其中微米级WC的含量为70- 90wt%，Co的含量为30-10wt%。

一种切削工具的复合涂层由内至外依次为：基底涂层、内涂层、中间涂层、过渡涂 层、外涂层。

一种切削工具的复合涂层的制备包括以下步骤：

（1）基底涂层的制备：以硬质合金WC-Co为基体，采用MT-CVD中温化学气相沉积技术，在 CH₃CN浸润下，温度700-900℃，沉积时间2-3小时，沉积室压力20-30KPa，在基体表面制备一 层0.5-1μm的基底涂层，所述的基底涂层为YC碳化钇或YN氮化钇；

（2）内涂层的制备：采用与步骤（1）相同的工艺，在基底涂层的表面制备一层0.5-2μm 的内涂层，所述的内涂层为TiCN氮碳化钛；

（3）中间涂层的制备：采用与步骤（1）相同的工艺，在内涂层的表面制备一层0.5-2μm 的中间涂层，所述的中间涂层为TiN氮化钛；

（4）过渡涂层的制备：采用与步骤（1）相同的工艺，在中间涂层的表面制备一层1-3μm 的过渡涂层，所述的过渡涂层为α-Al₂O₃；

（5）外涂层的制备：采用与步骤（1）相同的工艺，在过渡涂层的表面制备一层3-5μm的 外涂层，所述的外涂层为TiN氮化钛。

本发明的优点：利用本发明技术可有效解决现有技术中存在的切削工具表面涂层 容易从基体剥离失效的问题，可有效提高基体与涂层之间的结合力，提高基体碳化钨的强 韧性，达到强度和韧性的一体化，实现高端耐磨耐高温涂层工具的制备，可以广泛用于碳 钢、低合金钢、高合金钢等材料的加工。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图标记：硬质合金基体1、基底涂层2、内涂层3、中间涂层4、过渡涂层5、外涂层6。

具体实施例

实施例1、一种切削工具，包括硬质合金基体1和复合涂层。

一种切削工具，硬质合金基体1为WC-Co硬质合金，其中微米级WC的含量为70wt%， Co的含量为30wt%。

一种切削工具的复合涂层由内至外依次为：基底涂层2、内涂层3、中间涂层4、过渡 涂层5、外涂层6。